一、太陽能輻射概述
太陽能輻射是太陽內部氫核聚變反應產生的能量,以電磁波形式向宇宙空間持續釋放。到達地球的太陽能輻射,按波長可分為紫外線、可見光和紅外線三部分,其總能量涵蓋了從短波到長波的全光譜范圍,是地球上光熱能源的核心來源。
準確測量太陽能總輻射量,對太陽能資源評估、光伏電站設計、氣象觀測及農業生產等領域至關重要。基于此,智易時代研發了一款ZWIN-TSR1006太陽能總輻射傳感器。
二、光電原理
ZWIN-TSR1006太陽能總輻射傳感器的核心競爭力源于其光電式測量原理,即光與電的相互作用、相互轉換的物理規律:通過感光元件,將太陽輻射的光能轉化為電信號,最終量化為可讀取的總輻射值。
1.寬光譜高效吸收
傳感器搭載的感光元件,可在全光譜范圍內實現高吸收量,無論是可見光還是近紅外波段的輻射能量,都能被有效捕捉,從根源上保證測量的綜合性與穩定性。
2.防塵罩降低干擾
感應元件外配備透光率達95%的高透明防塵罩,經工藝處理,能有效減少灰塵吸附,抵御風沙、濕度等環境因素對內部元件的干擾。這一設計讓傳感器在復雜戶外工況下,仍能保持準確的測量性能。
3.性能參數
性能參數 | 參數范圍 |
1.供電范圍 | 7~30V DC |
2.輸出方式 | 485(標準Modbus-Rtu協議) |
電流輸出 | 4~20mA |
電壓輸出 | 0-5V、0-10V |
3.功耗 | 0.06W |
4.工作溫度 | -25°C-60°C |
5.測量對象 | 太陽光 |
6.測量范圍 | 0~180W/m2 |
7.分辨率 | 1W/m2 |
8.響應時間 | ≤10s |
9.非線性 | <±3% |
10.年穩定度 | ≤+3% |
三、應用領域
(一)太陽能利用領域
1.光伏發電系統:實時監測總輻射強度,用于光伏電站發電功率預測、逆變器運行參數動態調節,同時評估光伏組件實際發電效率是否達到設計標準,助力電站降本增效。
2.太陽能光熱系統:為太陽能熱水器、集中式光熱電站等提供總輻射數據,優化集熱板角度、循環介質流量,大幅提升熱量收集效率,保障系統長期穩定運行。
3.太陽能建筑設計:在建筑規劃階段,通過監測場地總輻射時長、累計輻射量,輔助設計建筑朝向、光伏/光熱板裝機容量,確保建筑能源供應與輻射條件精準匹配,實現建筑節能與能源自給的雙重目標。
(二)氣象與氣候研究領域
1.氣象站常規監測:作為氣象站的標配設備,持續采集總輻射數據,用于編制氣象報表,支撐短期天氣預報和長期氣候演變研究。
2.氣候資源評估:在高原、荒漠、沿海等特色區域部署,測量區域總輻射分布特征,評估當地太陽能資源儲量,為能源開發規劃、光伏基地選址提供科學依據。
(三)農業與生態監測領域
1.農業設施:實時監測棚內總輻射強度,聯動控制遮陽網、補光燈等設備,確保作物獲得適宜光照能量,提升農產品產量與品質。
2.生態系統監測:測量草原、森林等生態區域的總輻射量,評估植被光合作用能力,分析輻射對生態系統碳循環、生物量積累的影響,為生態修復與保護提供決策依據。
(四) 建筑與材料測試領域
1.建筑節能設計:利用總輻射數據,優化建筑朝向、窗戶面積、外遮陽系統設計,減少夏季太陽輻射、增加冬季輻射采暖,實現建筑全生命周期節能。
2.建筑材料老化試驗:為建筑材料如涂料、光伏組件背板的耐輻射老化測試提供準確輻射數據,模擬材料在自然輻射環境下的老化進程,驗證材料使用壽命與可靠性。
(五)科研與教育領域
1.高校實驗教學:服務于大氣物理、農業工程、環境科學等專業的實驗課程,幫助學生理解太陽總原理、影響因素及應用場景,提升實踐與科研認知能力。
2.跨學科科研課題輻射的測量:支撐氣候、總輻射等課題研究,為學術研究提供基礎數據。
(包含部分AI生成內容)